CN112174183A - 一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轻质碳酸钙技术领域，具体涉及一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法。本发明将回转窑烟气除尘、干燥后经二氧化碳富集浓缩装置，二氧化碳浓度提高至20％以上，达到制备纳米碳酸钙碳化气的要求。进一步配合添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，又可以提高二氧化碳的利用率。本发明可以将回转窑排放尾气中大量的二氧化碳富集至浓度达到20％以上，并实现高转化率，从而实现高产率的制备纳米碳酸钙。

Description

一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法
技术领域
本发明属于轻质碳酸钙技术领域，具体涉及一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法。
背景技术
现有技术认为，回转窑无法用于生产轻质(纳米)碳酸钙，主要是因为回转窑烟气中二氧化碳浓度过低，无法满足轻质(纳米)碳酸钙碳化工段对烟气的要求。但回转窑是目前制备活性氧化钙活性最好的生产设备，生产的活性氧化钙具有活性高、水化速度快，利用其生产的活性氧化钙用于轻质(纳米)碳酸钙具有明显的原料优势。因为传统回转窑烟气量大，但是其二氧化碳浓度实际过程中只在10-18％，达不到制备轻质碳酸钙的碳化气的要求，所以要对回转窑烟气进行净化浓缩后使用。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法。
本发明所提供的技术方案如下：
一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，包括如下步骤：
1)将回转窑排放尾气经过喷淋塔进行除尘，至其颗粒物浓度降至20ppm以下；
2)将步骤1)得到的经过除尘的烟气经过干燥塔进行干燥，至其水分降至0.1wt％以下；
3)将步骤2)得到的烟气进入到二氧化碳富集装置，至其二氧化碳浓度富集至体积百分数为20％以上；
4)将步骤3)得到的气体通入到碳化塔装置，向吸收液中添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，以提高二氧化碳的转化率、控制粒径的晶型和粒径大小，进行碳化；
5)将步骤4)得到的碳化后浆液经过滤后依次进行脱水、干燥和粉碎，得到粒径小于100nm的纳米碳酸钙。
目前生产纳米碳酸钙主要利用二氧化碳浓度高的立窑烟气，但是立窑生产氧化钙一般活性较低，产品性能不稳定，利用立窑生产的氧化钙生产纳米氧化钙反应速率慢，颗粒粒径一般偏大。
本发明解决了回转窑烟气无法联产纳米碳酸钙的难题，将除尘、干燥后的烟气经二氧化碳浓缩装置，二氧化碳浓度提高至21％左右，达到制备纳米碳酸钙碳化气的要求。进一步，配合添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，又可以提高二氧化碳的利用率。
基于上述技术方案，可以将回转窑排放尾气中大量的二氧化碳富集至浓度达到20％以上，并实现高转化率，从而实现高产率的制备纳米碳酸钙。
具体的，步骤3)中：二氧化碳富集采用中孔纤维渗透膜装置对烟气进行过滤处理。
具体的，步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂的添加量为所述吸收液的0wt％～0.05％wt％；
晶型控制剂的添加量为所述吸收液2wt％～5wt％；
表面活性剂的添加量为所述吸收液2wt％～5wt％。
具体的，步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂选自乙醇胺、二乙醇胺或IV-甲基二乙醇胺中的任意一种或几种的混合；
晶型控制剂选自MgCl2、MgSO4、BaCl2、焦磷酸钠、乙醇或蔗糖中的任意一种或几种的混合；
表面活性剂选自硬脂酸钠、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的任意一种。
具体的，步骤5)中：采用板框压滤机或离心脱水机进行脱水；脱水至含水量为30～40wt％以下。
具体的，步骤5)中：将脱水后物料依次经过流化床和滚筒干燥；干燥至含水量为1～5wt％以下。
具体的，步骤5)中：采用气流磨进行粉碎记得到纳米碳酸钙产品。
附图说明
图1是本发明实施例1所提供的纳米碳酸钙的高倍电镜图。
图2是本发明实施例1所提供的纳米碳酸钙的中倍电镜图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，包括如下步骤：
1)将广西玉林某活性氧化钙公司回转窑排放尾气经过喷淋塔进行除尘，至其颗粒物浓度降至20ppm以下，回转窑排放尾气的二氧化碳浓度为16％左右；
2)将步骤1)得到的经过除尘的烟气经过干燥塔进行干燥，至其水分降至0.1wt％以下；
3)将步骤2)得到的烟气进入到二氧化碳富集装置，至其二氧化碳浓度富集至体积百分数为20％以上；
4)将步骤3)得到的气体进入碳化塔装置，添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，以提高二氧化碳的转化率、控制粒径的晶型和粒径大小，进行碳化；
5)将步骤4)得到的碳化后浆液经过滤后依次进行脱水、干燥和粉碎，得到粒径为80nm左右的纳米碳酸钙，如图1所示。
步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂为三乙醇胺，二氧化碳捕捉剂的添加量为0.03％。
晶型控制剂为蔗糖，晶型控制剂的添加量为2.5％。
表面活性剂为江西宏远化工的硬脂酸钠，表面活性剂的添加量为3％。
步骤5)中：采用板框压滤机或离心脱水机进行脱水，脱水至含水量为35wt％以下。
步骤5)中：将脱水后物料依次经过流化床和滚筒干燥，干燥至含水量为2wt％以下。
步骤5)中：采用气流磨进行粉碎打散至80nm粒径在90％以上。
实施例2
利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，包括如下步骤：
1)将山东某活性氧化钙公司的回转窑排放尾气经过喷淋塔进行除尘，至其颗粒物浓度降至20ppm以下，回转窑排放尾气的二氧化碳浓度为15％左右；
2)将步骤1)得到的经过除尘的烟气经过干燥塔进行干燥，至其水分降至0.1wt％以下；
3)将步骤2)得到的烟气进入到二氧化碳富集装置，至其二氧化碳浓度富集至体积百分数为20％以上；
4)将步骤3)得到的气体进入碳化塔装置，添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，以提高二氧化碳的转化率、控制粒径的晶型和粒径大小，进行碳化；
5)将步骤4)得到的碳化后浆液经过滤后依次进行脱水、干燥和粉碎，得到粒径为80nm的纳米碳酸钙。
步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂为二乙醇胺，二氧化碳捕捉剂的添加量为0.03％。
晶型控制剂为MgCl2，晶型控制剂的添加量为1％。
表面活性剂为山东源沣达化工有限公司的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵，表面活性剂的添加量为3％。
步骤5)中：采用板框压滤机或离心脱水机进行脱水，脱水至含水量为35wt％以下。
步骤5)中：将脱水后物料依次经过流化床和滚筒干燥，干燥至含水量为2wt％以下。
步骤5)中：采用气流磨进行粉碎打散至80nm粒径在90％以上。
实施例3
利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，包括如下步骤：
1)将广西玉林某活性氧化钙公司回转窑排放尾气经过喷淋塔进行除尘，至其颗粒物浓度降至20ppm以下，回转窑排放尾气的二氧化碳浓度为16％左右；
2)将步骤1)得到的经过除尘的烟气经过干燥塔进行干燥，至其水分降至0.1wt％以下；
3)将步骤2)得到的烟气进入到二氧化碳富集装置，至其二氧化碳浓度富集至体积百分数为20％以上；
4)将步骤3)得到的气体进入碳化塔装置，添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，以提高二氧化碳的转化率、控制粒径的晶型和粒径大小，进行碳化；
5)将步骤4)得到的碳化后浆液经过滤后依次进行脱水、干燥和粉碎，得到粒径为80nm的纳米碳酸钙。
步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂为二乙醇胺，二氧化碳捕捉剂的添加量为0.02％。
晶型控制剂为氯化镁，晶型控制剂的添加量为2％。
表面活性剂为江西宏远化工的硬脂酸钠，表面活性剂的添加量为2％。
步骤5)中：采用板框压滤机或离心脱水机进行脱水。脱水至含水量为20wt％以下。
步骤5)中：将脱水后物料依次经过流化床和滚筒干燥。干燥至含水量为2wt％以下。
步骤5)中：采用气流磨进行粉碎打散至80nm粒径在90％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将回转窑排放尾气经过喷淋塔进行除尘，至其颗粒物浓度降至20ppm以下；
2)将步骤1)得到的经过除尘的烟气经过干燥塔进行干燥，至其水分降至0.1wt％以下；
3)将步骤2)得到的烟气进入到二氧化碳富集装置，至其二氧化碳浓度富集至体积百分数为20％以上；
4)将步骤3)得到的气体通入到碳化塔装置，向吸收液中添加二氧化碳捕捉剂、晶型控制剂和表面活性剂，进行碳化；
5)将步骤4)得到的碳化后浆液经过滤后依次进行脱水、干燥和粉碎，得到粒径小于100nm的纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤3)中：二氧化碳富集采用中孔纤维渗透膜装置对烟气进行过滤处理。
3.根据权利要求1所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂的添加量为所述吸收液的0wt％～0.05wt％；
晶型控制剂的添加量为所述吸收液2wt％～5wt％；
表面活性剂的添加量为所述吸收液2wt％～5wt％。
4.根据权利要求3所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤4)中：
二氧化碳捕捉剂选自乙醇胺、二乙醇胺或IV-甲基二乙醇胺中的任意一种或几种的混合；
晶型控制剂选自MgCl2、MgSO4、BaCl2、焦磷酸钠、乙醇或蔗糖中的任意一种或几种的混合；
表面活性剂选自硬脂酸钠、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的任意一种。
5.根据权利要求1至3任一所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤5)中：采用板框压滤机或离心脱水机进行脱水；脱水至含水量为30～40wt％以下。
6.根据权利要求1至3任一所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤5)中：将脱水后物料依次经过流化床和滚筒进行干燥；干燥至含水量为1～5wt％以下。
7.根据权利要求1至3任一所述的利用回转窑烟气净化浓缩制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤5)中：采用气流磨进行粉碎，得到纳米碳酸钙产品。
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